Видовое разнообразие ирисов в ботаническом саду им. И.И. Спрыгина
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Ботанический сад им. И.И. Спрыгина 6
1.2 Разнообразие ирисов 9
1.3 Хозяйтвенное значение растений рода IRIS 13
1.4. Виды ирисов, произрастающие в Ботаническом саду
им. И.И. Спрыгина 15
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 22
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 31
3.1 Фенологические наблюдения за растениями рода Iris в
ботаническом саду им. И.И. Спрыгина 31
3.2 Особенности проращивания семян растений рода Iris 33
3.3 Способы преодоления покоя семян ирисов 34
3.4 Техника культивирования растений рода Iris в условиях in vitro ... 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
ВЫВОДЫ 53
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 55
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Ботанический сад им. И.И. Спрыгина 6
1.2 Разнообразие ирисов 9
1.3 Хозяйтвенное значение растений рода IRIS 13
1.4. Виды ирисов, произрастающие в Ботаническом саду
им. И.И. Спрыгина 15
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 22
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 31
3.1 Фенологические наблюдения за растениями рода Iris в
ботаническом саду им. И.И. Спрыгина 31
3.2 Особенности проращивания семян растений рода Iris 33
3.3 Способы преодоления покоя семян ирисов 34
3.4 Техника культивирования растений рода Iris в условиях in vitro ... 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
ВЫВОДЫ 53
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 55
Одна из наибольших групп растений на нашей планете - луковичные растения, которые можно встретить во многих уголках нашей планеты. Группа луковичных растений с большим успехом используется в декоративном садоводстве, для озеленения и оформления клумб, а также для создания флористических композиций. Растения рода Irisодни из самых красивых луковичных растений. Разнообразие видов этих растений, а также их форм открывает огромный простор для работы декораторов и флористов. Из ирисов можно создавать различные декоративные композиции. Многообразие сортов ириса дает возможность различных сочетаний растений по цветовой гамме, размеру, периоду и длительности цветения между собой и с другими рас-тениями. Интересными являются разнообразные формы листьев, и их окраска. Благодаря этому ирис сохраняет декоративность в течение всего вегетационного периода. Многие виды ирисов в некоторых регионах России считаются редким видом и занесены в Красную книгу [24, 25, 35, 39, 40, 41].
Растения рода Irisмогут размножаться двумя способами: семенами и вегетативно. Традиционно они размножаются вегетативным путём. В современное время разрабатываются различные методы и средства для ускорения темпов вегетативного размножения, но возможности вегетативного размножения все равно ограничены. Особенности семенного размножения данных культур на сегодняшний день мало изучены и требуют дальнейших исследований, экспериментов и разработок.
Для всех растений, в том числе и для растений рода Irisхарактерен покой семян, который является естественным механизмом защиты растений от повреждений и вымирания. Период покоя начинает наступать после дозревания семян. Во время покоя в семени протекают разные физиологические процессы, влияющие на механизмы длительного хранения и необходимые условия для прорастания [1, 6, 10, 18, 20, 22, 27, 28, 31, 32].
Состояние органического покоя характерно большинству дикорастущих и культурных растений. Есть семена, которые не прорастают даже если хорошо обеспечены водой, кислородом, всеми питательными веществами, и находящиеся при благоприятных температурных условиях. Некоторые виды ирисов находятся в состоянии такого глубокого покоя, что для прорастания им необходима очень длительная и сложная предпосевная подготовка. Так, в естественной же среде прорастание начинается спустя несколько лет после посева, причем появление всходов растягивается на несколько лет. Хорошо, что на сегодняшний день есть большая база исследований по покоящимся семенам, которая позволяет создавать методики преодоления органического покоя [1, 6, 10, 18, 20, 22, 27, 28, 31, 32].
Способность семян находиться в состоянии органического покоя - это своего рода адаптация, которая необходима для защиты растений от таких факторов окружающей среды, которые могут ему навредить, например, слишком низкие температуры или жаркий, сухой воздух. А ещё, покой созда¬ёт запас семян в почве. Следовательно, важнейшим приспособительным ме-ханизмом сохранения видов является покой семян. В то же время наличие покоя у семян зачастую очень затрудняет культивирование многих полезных и важных растений для здоровья человека и хозяйственного значения. К таким растениям относятся кормовые, лекарственные, декоративные и другие виды. Поэтому изучение природы органического покоя семян и условий его преодоления имеет первостепенное значение.
Достаточно большой практический опыт накоплен в зарубежной и отечественной биотехнологии, по культивированию растений in vitro,позволя-ющий при необходимости обеспечить разработку метода клонального микроразмножения практически любой культуры. Включенный в систему производства посадочного материала этот метод обеспечивает ряд бесспорных преимуществ по сравнению с другими способами размножения. Это, прежде всего, быстрое размножение единичных ценных экземпляров, длительное хранение материала.
Многие исследователи, которые работают с культурой тканей, отмечают значительные видовые и сортовые различия растений по потребностям к минеральному и гормональному составу среды и другим факторам культивирования. Они отмечают необходимость постоянного решения задачи оптимизации состава питательных сред и совершенствования методов размножения и адаптации применительно к каждой новой форме, вводимой в условия in vitro.Изменяя состав питательной среды, на которой культивируются различные виды растений, можно изменить их физиологическое состояние, усиливать и замедлять их рост, фотосинтез, повышать устойчивость к неблагоприятным воздействиям.
Для каждого вида и даже сорта культурного растения состав питательной среды необходимо подбирать индивидуально. Кроме того, для обеспечения активного роста нужна одна среда, для размножения - другая, для сохранения растений - третья, для ускорения - четвёртая. Следовательно, для каждого растения в отдельности, с учётом целей, необходимо разрабатывать особый состав питательной среды, соблюдая определённый баланс составляющих её компонентов [2, 12, 14, 29]. Выращивание растений в условиях in vitroдаёт возможность контролировать многие факторы внешней среды: температуру, влажность, продолжительность и интенсивность светового дня.
Цель работы: изучить видовое разнообразие ирисов, культивируемых в Ботаническом саду им. И.И. Спрыгина.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. изучить видовое разнообразие ирисов в ботаническом саду им. И.И. Спрыгина;
2. наблюдать особенности фенологии у разных видов ирисов;
3. исследовать особенности покоя семян ирисов и способы его пре-одоления;
4. определить процент всхожести семян в различных условиях;
5. рассмотреть возможность выращивания растений ирисов в условиях in vitro.
Растения рода Irisмогут размножаться двумя способами: семенами и вегетативно. Традиционно они размножаются вегетативным путём. В современное время разрабатываются различные методы и средства для ускорения темпов вегетативного размножения, но возможности вегетативного размножения все равно ограничены. Особенности семенного размножения данных культур на сегодняшний день мало изучены и требуют дальнейших исследований, экспериментов и разработок.
Для всех растений, в том числе и для растений рода Irisхарактерен покой семян, который является естественным механизмом защиты растений от повреждений и вымирания. Период покоя начинает наступать после дозревания семян. Во время покоя в семени протекают разные физиологические процессы, влияющие на механизмы длительного хранения и необходимые условия для прорастания [1, 6, 10, 18, 20, 22, 27, 28, 31, 32].
Состояние органического покоя характерно большинству дикорастущих и культурных растений. Есть семена, которые не прорастают даже если хорошо обеспечены водой, кислородом, всеми питательными веществами, и находящиеся при благоприятных температурных условиях. Некоторые виды ирисов находятся в состоянии такого глубокого покоя, что для прорастания им необходима очень длительная и сложная предпосевная подготовка. Так, в естественной же среде прорастание начинается спустя несколько лет после посева, причем появление всходов растягивается на несколько лет. Хорошо, что на сегодняшний день есть большая база исследований по покоящимся семенам, которая позволяет создавать методики преодоления органического покоя [1, 6, 10, 18, 20, 22, 27, 28, 31, 32].
Способность семян находиться в состоянии органического покоя - это своего рода адаптация, которая необходима для защиты растений от таких факторов окружающей среды, которые могут ему навредить, например, слишком низкие температуры или жаркий, сухой воздух. А ещё, покой созда¬ёт запас семян в почве. Следовательно, важнейшим приспособительным ме-ханизмом сохранения видов является покой семян. В то же время наличие покоя у семян зачастую очень затрудняет культивирование многих полезных и важных растений для здоровья человека и хозяйственного значения. К таким растениям относятся кормовые, лекарственные, декоративные и другие виды. Поэтому изучение природы органического покоя семян и условий его преодоления имеет первостепенное значение.
Достаточно большой практический опыт накоплен в зарубежной и отечественной биотехнологии, по культивированию растений in vitro,позволя-ющий при необходимости обеспечить разработку метода клонального микроразмножения практически любой культуры. Включенный в систему производства посадочного материала этот метод обеспечивает ряд бесспорных преимуществ по сравнению с другими способами размножения. Это, прежде всего, быстрое размножение единичных ценных экземпляров, длительное хранение материала.
Многие исследователи, которые работают с культурой тканей, отмечают значительные видовые и сортовые различия растений по потребностям к минеральному и гормональному составу среды и другим факторам культивирования. Они отмечают необходимость постоянного решения задачи оптимизации состава питательных сред и совершенствования методов размножения и адаптации применительно к каждой новой форме, вводимой в условия in vitro.Изменяя состав питательной среды, на которой культивируются различные виды растений, можно изменить их физиологическое состояние, усиливать и замедлять их рост, фотосинтез, повышать устойчивость к неблагоприятным воздействиям.
Для каждого вида и даже сорта культурного растения состав питательной среды необходимо подбирать индивидуально. Кроме того, для обеспечения активного роста нужна одна среда, для размножения - другая, для сохранения растений - третья, для ускорения - четвёртая. Следовательно, для каждого растения в отдельности, с учётом целей, необходимо разрабатывать особый состав питательной среды, соблюдая определённый баланс составляющих её компонентов [2, 12, 14, 29]. Выращивание растений в условиях in vitroдаёт возможность контролировать многие факторы внешней среды: температуру, влажность, продолжительность и интенсивность светового дня.
Цель работы: изучить видовое разнообразие ирисов, культивируемых в Ботаническом саду им. И.И. Спрыгина.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
1. изучить видовое разнообразие ирисов в ботаническом саду им. И.И. Спрыгина;
2. наблюдать особенности фенологии у разных видов ирисов;
3. исследовать особенности покоя семян ирисов и способы его пре-одоления;
4. определить процент всхожести семян в различных условиях;
5. рассмотреть возможность выращивания растений ирисов в условиях in vitro.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе данной работы изучались многолетние растения - Ирисы. Все исследования проводились с растениями, которые выращиваются в условиях Пензенского ботанического сада им. И. И. Спрыгина ПГУ. Семена для про-ведения лабораторных экспериментов были предоставлены сотрудниками ботанического сада.
Объекты исследования - растения из отдела Цветковые (Магнолиофиты, Покрытосеменные) - отдел Magnoliophyta.Класс Лилиопсиды (Лилиевые, Однодольные) - класс Liliopsida.Порядок Ирисовые (Касатикоцветные, Ирисоцветные) - порядок Iridales.Семейство Ирисовые (Касатиковые) - семейство Iridaceae.Род Ирис (Касатик) - род Iris.
Виды: Ирис болотный, Ирис злаковидный, Ирис мечевидный, Ирис миссурийский, Ирис сибирский, Ирис солелюбивый.
В ходе написания магистерской диссертации проводились наблюдения за сроками наступления и окончания основных фенологических фаз развития растений. Были изучены особенности покоя семян ирисов, проведён эксперимент, в котором изучалось культивирование растений в условиях in vitro.
В ходе исследования было выяснено, что наиболее подходящей температурой для прорастания семян является температура +3°С. В таких условиях процент проросших семян был максимальным. Освещенность не оказала влияние на прорастание семян у изучаемых видов растений рода Iris L. Предварительное промораживание также не оказало эффекта. Так же был сделан вывод о том, что чем меньше семена были на хранении, тем всхожесть их выше, но в то же времена, семена должны быть созревшими. Наименее прихотливым оказался ирис сибирский, у этого вида самый большой процент всхожести семян.
Результатом проведенных исследований стало освоение метода культивирования растений в условиях in vitro.
Практически все исследователи, работающие с культурой тканей, указывают на значительные видовые и сортовые различия растений по потребностям к минеральному и гормональному составу среды и другим факторам культивирования. Это требует постоянного решения задачи оптимизации со-става питательных сред и совершенствования методов размножения и адаптации применительно к каждой новой форме, вводимой в условия in vitro.
Изменяя состав питательной среды, на которой культивируются различные виды растений, можно изменить их физиологическое состояние, усиливать и замедлять их рост, фотосинтез, повышать устойчивость к неблагоприятным воздействиям.
Для каждого вида и даже сорта культурного растения состав питатель-ной среды необходимо подбирать индивидуально.
Мы подобрали оптимальные условия для введения в культуру и разработали схему введения в среду in vitroрастений рода Iris L, благодаря которой можно получить растения с 93 % всхожестью семян и 80 % гарантией того, что в питательной среде не будут развиваться грибки и инфекции. Благодаря методу in vitroи разработанной схеме выращивания растений рода Iris L. можно выращивать редкие виды ирисов в надёжных условиях и сохранить вымирающие виды, такие как Ирис мечевидный. Важными пунктами в выращивании ирисов в искусственной среде являются правильная стерилизация семян, удаление семенной кожуры и подбор подходящей питательной среды, в нашем случае использовалась среда Murashige, Skoog (1962).
Методика биотехнологических исследований основывалась на обще-принятых классических приемах работы с культурами изолированных тканей и органов растений.
Для культивирования растений использовали два типа питательной среды: среда Murashige, Skoog (1962) и среда В5 (Gamborg, Eveligh, 1968). Приживаемость растений оказалась выше во втором варианте. К тому же количество зараженных растений здесь оказалось ниже, чем в первом случае.
Автоклавирование среды проводилось при 123°С в течение 20 мин, pH среды доводили до 5,8. Содержание сахарозы - 20 г/л. Экзогенных регуляторов роста не вносилось.
...
В ходе данной работы изучались многолетние растения - Ирисы. Все исследования проводились с растениями, которые выращиваются в условиях Пензенского ботанического сада им. И. И. Спрыгина ПГУ. Семена для про-ведения лабораторных экспериментов были предоставлены сотрудниками ботанического сада.
Объекты исследования - растения из отдела Цветковые (Магнолиофиты, Покрытосеменные) - отдел Magnoliophyta.Класс Лилиопсиды (Лилиевые, Однодольные) - класс Liliopsida.Порядок Ирисовые (Касатикоцветные, Ирисоцветные) - порядок Iridales.Семейство Ирисовые (Касатиковые) - семейство Iridaceae.Род Ирис (Касатик) - род Iris.
Виды: Ирис болотный, Ирис злаковидный, Ирис мечевидный, Ирис миссурийский, Ирис сибирский, Ирис солелюбивый.
В ходе написания магистерской диссертации проводились наблюдения за сроками наступления и окончания основных фенологических фаз развития растений. Были изучены особенности покоя семян ирисов, проведён эксперимент, в котором изучалось культивирование растений в условиях in vitro.
В ходе исследования было выяснено, что наиболее подходящей температурой для прорастания семян является температура +3°С. В таких условиях процент проросших семян был максимальным. Освещенность не оказала влияние на прорастание семян у изучаемых видов растений рода Iris L. Предварительное промораживание также не оказало эффекта. Так же был сделан вывод о том, что чем меньше семена были на хранении, тем всхожесть их выше, но в то же времена, семена должны быть созревшими. Наименее прихотливым оказался ирис сибирский, у этого вида самый большой процент всхожести семян.
Результатом проведенных исследований стало освоение метода культивирования растений в условиях in vitro.
Практически все исследователи, работающие с культурой тканей, указывают на значительные видовые и сортовые различия растений по потребностям к минеральному и гормональному составу среды и другим факторам культивирования. Это требует постоянного решения задачи оптимизации со-става питательных сред и совершенствования методов размножения и адаптации применительно к каждой новой форме, вводимой в условия in vitro.
Изменяя состав питательной среды, на которой культивируются различные виды растений, можно изменить их физиологическое состояние, усиливать и замедлять их рост, фотосинтез, повышать устойчивость к неблагоприятным воздействиям.
Для каждого вида и даже сорта культурного растения состав питатель-ной среды необходимо подбирать индивидуально.
Мы подобрали оптимальные условия для введения в культуру и разработали схему введения в среду in vitroрастений рода Iris L, благодаря которой можно получить растения с 93 % всхожестью семян и 80 % гарантией того, что в питательной среде не будут развиваться грибки и инфекции. Благодаря методу in vitroи разработанной схеме выращивания растений рода Iris L. можно выращивать редкие виды ирисов в надёжных условиях и сохранить вымирающие виды, такие как Ирис мечевидный. Важными пунктами в выращивании ирисов в искусственной среде являются правильная стерилизация семян, удаление семенной кожуры и подбор подходящей питательной среды, в нашем случае использовалась среда Murashige, Skoog (1962).
Методика биотехнологических исследований основывалась на обще-принятых классических приемах работы с культурами изолированных тканей и органов растений.
Для культивирования растений использовали два типа питательной среды: среда Murashige, Skoog (1962) и среда В5 (Gamborg, Eveligh, 1968). Приживаемость растений оказалась выше во втором варианте. К тому же количество зараженных растений здесь оказалось ниже, чем в первом случае.
Автоклавирование среды проводилось при 123°С в течение 20 мин, pH среды доводили до 5,8. Содержание сахарозы - 20 г/л. Экзогенных регуляторов роста не вносилось.
...
Подобные работы
- ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРЕОДОЛЕНИЯ ПОКОЯ У СЕМЯН ИРИСОВ В ПРОЦЕССЕ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ СО ШКОЛЬНИКАМИ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4650 р. Год сдачи: 2020 - ИЗУЧЕНИЕ ПОКОЯ СЕМЯН ИРИСОВ В ПРОЦЕССЕ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ СО ШКОЛЬНИКАМИ
Бакалаврская работа, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4225 р. Год сдачи: 2022 - ОСОБЕННОСТИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ОДНОДОЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ IN VITRO ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ СО ШКОЛЬНИКАМИ
Дипломные работы, ВКР, педагогика. Язык работы: Русский. Цена: 4200 р. Год сдачи: 2022